Использование древесных отходов: проблемы и пути решения

Состав древесных отходов и масштабы использования
По сведениям американских и канадских специалистов при лесопилении отходы составляют в среднем 60%. При этом в отходы идет лучшая, заболонная часть древесины.
Из общего количества отходов 34% приходится на трудно используемые: кору (11%), стружку (10%) и опилки (13%). Лишь 26% состав­ляют крупномерные отходы, которые могут служить отлич­ным сырьем для цел­лю­лозно-бумажной промышленности и производства плит.
Наибольших результатов в использовании отходов добились страны с высокоразвитой ле­со­пиль­но-де­ре­вообрабатывающей промыш­ленностью, являющейся основным поставщиком отходов, такие как США, Канада, Япония и страны Северной и Цент­ральной Европы. Этому способствовали высокий уровень концентрации и интеграции деревообра­батывающей промышленности.
Более полное использование круг­лого леса в сравнении с другими странами на деревообра­батывающих предприятиях США стало возможным во многом благодаря широкому внедрению окорочных станков и рубительных машин, что обеспечивает произ­водство чистой щепы (без коры) более высокого качества, увеличивает ее выход и снижает себестоимость. По объему потребления отходов Канада стоит на втором месте после США. Основное количество отходов используется в производстве целлюлозы, причем одну четверть всех используемых в целлюлозно-бумажной промышленности отходов составляют опилки благодаря внедрению метода непрерывной варки целлюлозы.
В ограниченной лесными ресурсами Швеции среди отходов преобладает древесная щепа — около 60%, которая составляет сырьевую основу производства ДВП, а также ДСП.
В Финляндии более 85% отходов потребляется в целлюлозно-бумажной промышленности [2].
Из-за ограниченных лесных ресурсов Норвегия значительно уступает Швеции и Финляндии по объему используемых отходов, которые применяют преимущественно для производства целлюлозы. В Норвегии в равных долях отходы направляются на производство плит и целлюлозы.
Истощение сырьевой базы лесной промышленности в большинстве стран мира повысило спрос ЦБП на отходы, что повлияло в свою очередь на расширение внешней торговли отходами. Ряд стран одновременно являются экспортерами и импортерами отходов одновременно, что можно объяснить целесообразностью логистики. Только Канада не ввозит отходы, в то время как Япония только импортирует отход, причем в больших объемах [3].
Украина экспортирует древесные гранулы из отходов древесины и колотые дрова, как продукт переработки низкосортной древесины.
Россия практически не ввозит и не вывозит древесные отходы.

Существующие методы технологического приме­нения древесных отходов
На заводах СССР степень использования отходов лесопильного и деревообрабатывающего производств была не высока [4]. Крупные отходы, такие как горбыль, использовались в больших объемах в шахтах и в качестве топлива.
Однако интенсивно развивались различные направления комплексного применения древесных отходов, имелся обширный опыт их использования [3]:

Использование древесных отходов в качестве источников энергии
В российской практике также есть примеры использования отходов древесины в качестве топлива. Имеются ряд успешно действующих установок как на Урале при металлургических заводах, так и в центральных районах страны.
В настоящее время на территории России созданы тысячи малых и средних лесопильных, деревообрабатывающих и мебельных производств малой и средней мощности.
Для переработки образующихся сравнительно небольших объемов отходов требуются энергетические установки сравнительно небольшой производительности — 500–1000  кг/ч [6].
Зарубежные фирмы Германии, Австрии, Финляндии и др. стран предлагают оборудование для энергетического использования древесных отходов с получением тепловой и электрической энергии. Ряд отечественных организаций готовы на значительно более выгодных условиях внедрять энергетические установки на древесном топливе, которые комплектуются из оборудования, производимого на российских предприятиях.
Общий запас древесины в России достигает почти 82 млрд. м3. Это в 4 раза больше, чем в США, в 40 раз больше, чем в Швеции и в 16 раз больше, чем в Финляндии. Т.е. объем древесных отходов в отечественной лесной промышленности очень высок. По оценкам экспертов, только в энергетических целях в России технически возможно использовать до 800 млн. тонн древесной биомассы ежегодно [7].
Использование коры в составе отходов лесопиления не составляет проблемы, т.к. кора усредняется в составе заболонных отходов и имеет естественную влажность. Целесообразно также использование на целлюлозно-бумажных комбинатах высоковлажных отходов от окорки древе­сины для энергетических целей, так как количество отходов при окорке баланса достигает 15% от общего количества потребляемого баланса [1].
Применение высоковлажной коры экономически оправдано, если процесс будет организован по определенной схеме. В короотжимном прессе влажность коры можно довести от 80–85% до 40–48%; затем, подсушив кору до 35–40%-ной влажности, ее мож­но использовать как топливо. Для энергетического сжигания коры рекомендуют топку скоростного горения ЦКТИ системы Померанцева или установку по газифи­кации коры, проект которой разработан для строитель­ства в Ленинградском лесном порту. На этой установке, помимо энергии, получают также значительное количество сопутствующих технологичес­ких продуктов (генераторная смола, литейный крепитель, уксусно-кальциевый порошок) [7].

Проблема и пути комплексного использования древесных отходов в отечественной лесной промышленности
На первом этапе развития отечественной лесопильной промыш­ленности ставился вопрос не об использовании отходов лесопиления, а об их уничтожении, так как эти отходы загромождали территорию вокруг лесозаводов и увеличивали опасность пожара.
К сожалению, примерно так же обстоят дела с отходами в настоящее время. Огромное число мелких и средних лесоперерабатывающих производств, которые создаются и ликвидируются на российской территории в течение последних двадцати лет, окружены неиспользуемыми древесными отходами, объемы которых постоянно увеличиваются.
При этом необходимо признать, что за этот период практически утрачен широко накопленный передовой научно-технический и промышленный опыт комплексного использования древесины [4] и ее отходов в результате ликвидации большинства прикладных научно-исследовательских и конструкторских отраслевых институтов, потери кадрового потенциала специалистов.
Увеличивающийся дефицит на лесобумажные товары во многих стра­нах, в том числе в России, ставят перед лесной и деревообрабатывающей промыш­ленностью задачу наиболее полного использования древе­сных отходов.
Экономическая выгода предлагает несколько направлений применения древесных отходов в настоящее время.
На крупных деревообрабатывающих предприятиях и целлюлозно-бумажных комбинатах отходы могут быть использованы полностью в инфраструктуре самих предприятий для получения дополнительной продукции (разные виды прессованных плитных материалов) и в качестве топлива. Проблемным является использование отходов мелких и средних предприятий.
Целесообразность передачи отходов на большие предприятия для энергетического или технологического применения определяется соображениями логистики. Использование отходов мелкого предприятия на месте, как правило, не экономично, поскольку объем отходов недостаточен для организации устойчивого рентабельного производства.
Одновременно возникает проблема энергетического обеспечения вновь создаваемого производства для переработки отходов.
Решение проблемы использования отходов малых и средних предприятий заключается в кооперации и создании совместных технологических и энергетических предприятий, приближенных к источникам образования отходов.
В этом случае комплексного подхода производство технологической продукции будет иметь надежное автономное энергетическое обеспечение.
В Свердловской области ежегодно прирастает 15 млн. м3 низкосортной лиственной древесины, являющейся дровяным топливом. Если считать, что доступность этого сырья составляет 30% от этого объема, то общая мощность вновь созданных энергетических объектов составит 740 МВт. Для Свердловской области РФ, где сельские поселения расположены на лесных территориях, энергетический потенциал лесной промышленности, основанный на древесном топливе, целесообразно использовать преимущественно для развития сельского хозяйства области.
Значительная часть полученной энергии может быть направлена также на создание новых деревообрабатывающих производств, в том числе для получения новых видов технологической продукции из отходов лесопиления и деревообработки, которых накапливается ежегодно в области около 450 тыс. м³.
Для решения проблемы комплексного использования древесных отходов нужен проектный квалифицированный инжиниринг, который позволит увязать все оборудование в энерго-технологический цикл с общим управлением и развитой системой логистики.

Библиографический список
1. Демьянов В.В. Пути использования отходов древесины. Изд-во «Химия» Рига – 1963, 79 с.
2. Петрова О.В., Рапопорт А.М. Использование отходов деревообработки за рубежом. Обзорная информация. Серия V.М., ЦНИИТЭИМС — 1975, 24 с.
3. Парфенов В.И. «Утилизация отходов лесной промышленности». Изд-во «Уральский рабочий» М. — 1993, 59 с.
4. Давиденко П.А. Комплексное использование отходов древесины в мебельной и деревообрабатывающей промышленности. М. Изд-во «Лес. промышленность» — 1967, 86 с.
5. Пушкин Ю.А., Авксентьев М.П., Бурсин Е.Е. Щепа из отходов лесопиления. Изд.-во «Лес. промышленность» М. — 1971, 168с.
6. ЛесПромИнформ, 3 (25). — 2005, г. Санкт-Петербург, Изд-во «Премьер», 125 с.
7. Биоэнергетика, 2. — март–май 2006 г., Санкт-Петербург, Изд-во «Белл», 63 с.

Сидорик Д.Е., Гамрекели М.Н.
(УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)